Né le à Lausanne (Suisse), Vincent Perez (à l'état-civil Vicente Pérez)[1] est le deuxième des trois enfants d'Antonio Pérez Alberola, d'origine espagnole, qui a immigré en France pour venir travailler dans l'import-export, et d'Arnoldine Bush, d'origine allemande, née le à Bonn. Son grand-père paternel Antonio Pérez Picot a été fusillé par les franquistes en 1939[2],[3]. Vincent Perez passe une bonne partie de son enfance à Penthaz, puis à Cheseaux-sur-Lausanne, dans le canton de Vaud[4][source insuffisante].
En 1992, on le retrouve dans Indochine, lauréat de l'Oscar du meilleur film en langue étrangère. Il obtient la même année le prix Jean-Gabin. Dès lors, il interprète des personnages d'amants romantiques, dans Fanfan (1993) ou La Reine Margot (1994), des films qui lui permettent de côtoyer des acteurs français d'envergure. Il joue par la suite dans une trentaine de films européens ou américains.
En 1992, il fait ses débuts de réalisateur avec le court métrageL'Échange, nommé au prix du jury du court-métrage au Festival de Cannes. Il revient derrière la caméra en 1999 pour réaliser Rien dire, également nommé à Cannes. En 2002, il réalise son premier long métrage Peau d'ange, dont il est coscénariste.
En 2018, il initie à Lausanne (ville dans laquelle il a passé une partie de sa jeunesse) un festival de cinéma, au cours duquel aucun prix n'est remis : les Rencontres du 7e art[6]. Ce festival, inspiré du Festival Lumière de Lyon, est monté en collaboration avec la ville de Lausanne et la Cinémathèque suisse[7], dont il met les collections à l'honneur. Il a vocation à permettre au public de (re)voir de grands chefs-d'oeuvre du cinéma mondial et de rencontrer des acteurs, réalisateurs, scénaristes venus du monde entier. Une seconde édition a lieu en , intitulée "Au-delà des limites". La cérémonie d'ouverture met notamment à l'honneur le réalisateur Joel Coen.
Vincent Perez est également scénariste d'une série de bande dessinée en collaboration avec le dessinateur Tiburce Oger[11]. Ces albums placent leurs histoires dans les forêts de son enfance, de Penthaz à Cheseaux.